注塑表面缺陷的根源

/注塑表面缺陷的根源对于注塑制品而言，表面缺陷是常见的质量问题。表面缺陷是制品应力感生的结果，不同的表面缺陷形态有着不同的形成原因，探寻这些原因并加以避开是获得高品质产品的必经之路。一般，可见的表面缺陷包括开裂、银纹、纹道、波纹、波痕和脆化等。这些缺陷不只会影响制品的外观，更重要的，它们还表明制品的成型过程是失败的。通常，这些表面缺陷是由制品的内外应力超过制品本身的强度而引起的。这种应力感生的缺陷与生产环境、加工工艺及聚合物材料本身有关，有时还涉及到模具或制品的设计。因此，近距离地察看一下制品缺陷的样子，能够帮忙我们找到解决问题的方法。常见的表面缺陷各有其自身的特点。例如，纹道（或者波纹、波痕）通常显现在流体的前缘。当流峰显现停顿、压力聚集，接着再向前流动一小段距离，然后再停立刻，就会形成纹道。这种缺陷与流峰压力不足或者注射速度减缓有关。脆化则是由过度充模或充模不足引起的。此外，聚合物的污染或降解，或者接触了环境应力开裂介质等，也会引发脆化问题。开裂既可显现在制品的局部，也可在整个部件上显现。银纹则是由细线或小裂纹引起的发白现象，通常局限在一个小区域上。检查工艺和聚合物通常情况下，表面波纹可能是由以下3种加工问题之一而引起的，包括：压力或体积问题、位置或转移问题，少数情况下也可能是温度问题。一般，对*阶段充模压力的限制或者对速度掌控的不到位是波纹产生的根源。因此需要认真检查*阶段的zui高压力，这个值应当比*阶段的限定压力值低200～400psi（14～28kg/CM2）。此外，假如第二阶段的保压压力、速度或熔体体积降低，也会引起波纹的产生，此时应尽可能地提高保压压力和速度。由*注射阶段向第二注射阶段转换的过程中，不正确的定位也会引起可见缺陷。比如，当第二阶段的保压压力被降低了300psi（21kg/CM2），并将其转化为塑化压力时，或者，假如在机器不能完成这一转化的情况下，将第二阶段的保压时间减为0时，都会导致制品只有95％～99％的充分。对于薄壁制品而言，其表现就是在浇口相近显现细小的充模不足。明显，在*注射阶段到第二注射阶段的转换过程中，不恰当的充模会导致可见缺陷的产生。要弥补这一点，关键在于改善液压转换的响应性能。在转换时，应将压力提高到转换点，然后使其快速下降到第二阶段的设定压力值。假如压力降到低于第二阶段的设定值，流峰就可能显现停顿，黏度提高。当显现这种情况时，就意味着需要修理设备了。过低的熔体温度或模具温度是导致缺陷的另一个根源。利用热探针技术或合适的红外传感器可检查熔体的温度，以确保熔体温度处于材料供应商推举的范围内。对于开裂、银纹或者脆化问题，应找寻与加工相关的应力原因，如注射太快或太慢。注射过快会使分子取向度过高，这对于薄壁制品而言尤其如此。因此，要考虑浇口分布的合理性，以此供给合适的分子取向以及熔接线分布。可以尝试快速和慢速注射制品，从中来察看取向结果。假如制品恰好在脱模后发生开裂或产生银纹，那么在制品顶出前对其进行检查，然后*减慢顶出速度，看问题是否连续发生。假如问题出在顶出方面，就应看看模具的脱模倒角是否合理。通常，在顶出方向上不恰当的抛光、太高的顶出速度以及顶出区域不够大等，都会引起这类问题。过度充模或充模不足会引起制品的脆化。这是由于，这两种情况都会导致制品内应力过高，特别是在浇口相近。一般，在浇口处的过度充模会引起聚合物链之间被压缩得太紧密。在室温下，过度充模制品的分子链仍会做一点自由移动，但是在低温下，制品收缩则使分子链间挤压过度而导致开裂。通常，聚积过紧的分子链会产生残余压缩应力，使得制品变脆。此外，当浇口相近充模不足时，会引起聚合物分子链在冷却时太松散，导致拉伸应力的产生，从而减弱浇口相近的强度。要检查充模是否过度或不足，可进行浇口密封分析，以此来确定制品冷却或浇口封闭需要多长时间，同时测试浇口密封和不密封情况下的制品性能（依据应用需要确定）是否有所不同。此外，热循环检测对于避开制品的翘曲缺陷是非常紧要的，由于翘曲缺陷是制品在由热变冷、然后再变热的过程中引发的。由于分子在受力下会试图除去应力，因此热循环会告知你分子是处于应力状态还是松弛状态。设计缺陷有时，发生在熔接线处的开裂可能是由浇口位置不合适引起的。通常，合适的浇口位置是使熔接线处于应力zui低的区域，假如可能，应当将浇口设计在与流峰交汇处有肯定距离的地方，这能够提高熔接线强度。此外，局部缺陷也可能与模具或者制品的设计有关，如尖锐的转角等。尖锐的转角会引起应力集中，这就像是一个切口，产生应力然后向四周扩散，而转角半径能将负荷扩散出去。由于一些树脂具有很敏感的切口效应，例如聚碳酸酯比ABS具有更敏感的切口效应，因此很多制品会选择使用PC/ABS共混物。降解问题当开裂或者脆化发生在整个制品上时，可能是由聚合物在加工过程中的某些加工条件引起的。zui大的可能是加工温度过高或者发生水解而引起分子链的降解。通常，降解会使分子链变短，熔体流动性提高，但材料性能则明显降低。利用科学的成型理论和黏度掌控方法，加工商需要检查从*注射阶段到第二注射阶段转换时的熔体压力，看看是否比通常状态下低。一般，过低的熔体黏度可能是降解发生的信号。假如想要了解降解问题是否是由温度引起的，可以采纳热探针或者IR传感器来检查熔体温度，必要时应对温度进行调整。此外，还应检查整个机筒的加热诚况和占空比，看看掌控器的PID回路是否正常？加热器是否需要周期性供电？是否需要持续开启或关闭加热器？同时，树脂在机筒内的停留时间也特别紧要。一般，树脂在高温下停留时间过长，也会引起降解问题。当机筒和螺杆受损时，简单导致树脂停留时间变长。因此，要常常检查机筒和螺杆的状态，以及挡圈或者止回阀，看看它们是否有分裂或缺口。假如是水解引起的降解，应检查聚合物是否为耐水解类型，及其在机筒内与水反应的zui低含量是多少。通常，水能够将长分子链剪断变成短链（聚酯、聚碳酸酯、缩醛、尼龙和TPU都易水解，但是聚苯乙烯、聚烯烃和丙烯酸酯类不易水解）。为了避开这类问题，应随时检查干燥机是否运行良好，干树脂在加入到注射机前是否重新汲取了水分。再生与着色假如再生料降解或受到污染，制品可能会产生开裂或者脆化现象。因此，需要检查一下再生料的用量和品质，并与100％生料的制品做一下比较。通常，局部着色不佳或含有异物，或者再生料与生料不匹配，都会导致上述问题的发生。此外，还需要确定聚合物的熔融指数（MFR）。为此，应与粒料供应商，看看聚合物的MFR是否与供应商供给的MFR相符。当树脂中加有填料（如玻纤）时，其加工前后的MFR会有很大的差距，由于螺杆会打碎玻纤。